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宙斯盾战斗系统——美国海军之盾

沈蒙蒙 军事高科技在线 2021-02-07

宙斯盾战斗系统( Aegis Combat System ),全称为“空中预警与地面整合系统”(Airborne Early-warning Ground Integrated System),为美国海军现役舰载整合式水面作战系统,被美国媒体誉称为迄今为止“最成功”的武器计划之一。本文从宙斯盾舰与中华“神盾”052D对比入手,较为详细地从其特点、基本组成、主要优势及应用意义等方面进行分析介绍,最后对宙斯盾作战系统的未来发展进行展望。

美国海军宙斯盾战舰资料图

   

宙斯盾与中华“神盾”052D

宙斯盾作战系统实际上是一套空中预警与地面整合系统,只不过在美国该系统大多运用于海军,性能优越,可全天候、全空域工作,多配备于驱逐舰等,用来保卫航母编队或驱护编队。宙斯盾作战系统命名源于希腊神话中主神宙斯的护身法宝盾牌,美军将其命名为此也是为了展现该系统的强大功能与重要地位。该系统从上世纪80年代开始研发,研发成功后根据应用需求与作战反馈等不断进行升级改造,前后经历30余年,总计设计出10个版本(分别为基线0~9,基线表示宙斯盾作战系统不同的架构)。

说到宙斯盾,就不得不说一说“中华神盾”052D导弹驱逐舰。中国的新一代052D型导弹驱逐舰是052C型导弹驱逐舰的升级版,是一种新型多用途导弹驱逐舰。从公开的数据中可以得知:该舰装备有64单元新型导弹垂直发射系统、70倍口径130毫米新型单管隐身舰炮、新型综合指挥作战系统、新型海红旗-9反导防空导弹系统、攻陆巡航导弹、新型远程反舰导弹和新型主动相控阵雷达系统等,综合性能优越。

在美国媒体的报道中,052D经常被拿来与美国的宙斯盾舰进行对比,052D级导弹驱逐舰被称为“中华神盾”,其性能与真正的宙斯盾相比究竟如何成为讨论的热点话题。美国某知名智库专家曾有言论称:052D型导弹驱逐舰已经与美国“阿利·伯克”ⅡA级宙斯盾驱逐舰一样,具备完整的区域防空、反舰、反潜作战能力。

不管外界媒体如何报道,在现实中052D导弹驱逐舰与美国的宙斯盾战斗系统相比应该还是有一段差距的,尤其体现在反导防御方面。但是以中国大陆目前所面临的主要周边国家来讲,025D导弹驱逐舰的综合表现力还是不错的。但是以中国大陆目前所面对的主要周边国家来讲,052D级导弹驱逐舰的综合表现力已经绰绰有余。此外,052D级导弹驱逐舰上配备有RUB烟雾颗粒干扰系统,该系统为中国自主研发,工作时可以在5秒以内形成一个宽约30公里的“颗粒迷雾盲区”,通过物理干扰的方法可以有效阻断包括弹道导弹的制导通信,高效完成对精确打击导弹的干扰与拦截,有效提升了052D级导弹驱逐舰的对空防御能力。

052D首舰“昆明”舰


宙斯盾作战系统基本组成

宙斯盾作战系统主要由6个分系统组成,分别是MK1指挥和决策分系统、MK1 武器控制分系统、AN/ SPY-1系列多功能相控阵雷达或 AMDR分系统、MK99火控分系统、MK1战备状态测试分系统和作战训练分系统、MK41导弹发射分系统。

MK1指挥决策分系统:顾名思义,指挥决策分系统是兼顾全舰及宙斯盾雷达的指挥和控制中心。在宙斯盾雷达层面,通过大量显示屏幕呈现经过处理后的雷达探测结果,以规定的战术原则作出目标等级、威胁程度等判断和评估,并依据判断结果进行火力分配,是整个作战及防御系统的运行中枢。

宙斯盾作战系统内部主要屏幕

MK1武器控制分系统:该分系统接收来自MK1指挥和决策分系统的作战指令,根据需求及功能对目标进行打击火力分配,控制武器发射及制导。

AN/SPY-1被动电子相控阵雷达宙斯盾采用大型高功率电子相控阵雷达,舰载宙斯盾雷达在舰船主仓四个方向皆有一面大型天线阵面,每个天线阵面上拥有1000个以上独立阵元,阵元之间互相独立工作,该型雷达通过阵元初始相位值的差异来实现高效的信号发射与接收,避免了天线的机械运动,增强了系统的稳定性和高效性。

这里需要再多提一句的是,中国052D型驱逐舰舰载相控阵雷达类似于宙斯盾,都有四个天线阵面。但是宙斯盾雷达四个天线阵面不能同时工作,通过开关来实现四个阵面工作状态的转换,而025D驱逐舰“中华神盾”上四个天线都有自己独立的发射机,相较于宙斯盾,“中华神盾”才真正意义上实现了全电子化。

宙斯盾作战系统相控阵雷达天线

MK99火控分系统:作战指令从MK1指挥和决策分系统下达,从MK1武器控制分系统实施,在该分系统对已成功发射的导弹等进行辅助工作,如照射目标为导弹提供末端制导、将导弹飞行数据及打击情况进行数据转换等。

MK1战备状态测试分系统:如果说MK1指挥和决策分系统是一个运行机构的“领导组”,那么MK1战备状态测试分系统就是宙斯盾的“医生”。MK1指挥和决策分系统接收所有其它分系统的信息数据,并将指令下发至各分系统;而MK1战备状态测试分系统则是通过与分系统级联组网,通过对各分系统工作状态的监视来判断其在位情况,并具备一定的自我修护能力。 

MK41导弹发射分系统:这两种导弹发射分系统均由MK 1武器控制分系统实施控制,是完成导弹发射离舰的最后一个系统。MK41采用较为先进的垂直发射方式,该型装置稳定性好、精度高、射程远、载弹量大,而且不用时可以隐藏在甲板下方,可发射包括标准”“战斧”“鱼叉阿斯洛克等在内的多型导弹,电影《战狼2》中我国025D导弹驱逐舰采用的也是垂直发射装置。

美国海军DDG-62导弹驱逐舰上安装的Mk41垂直发射系统


宙斯盾作战系统的主要优势

宙斯盾战斗系统是美国弹道导弹防御系统的海基部分,也是美国历史上最成功、最具代表性的海军武器系统。作为美军海基反导系统的中坚力量,宙斯盾在性能上有很多优势,一般来说,宙斯盾作战系统具有以下六项主要特点:

搜索、跟踪及拦截能力强:宙斯盾雷达通过开关来实现四个阵面工作状态的转换,相较于机械式转动天线可高效快捷地对四周空域进行搜索。此外,宙斯盾作战系统可同时跟踪200批目标并对其中12~16批目标进行打击或拦截,大幅提高了驱逐舰本身及航母舰队的抗饱和打击能力;

反应时间短:相控阵雷达采用先进的阵面天线,通过能量切换在完成360°的空域扫描,所用时间仅为微秒级;

自动化程度高:从雷达天线阵面接受到雷达回波信号开始,计算机系统自动对信号进行一系列的处理与分析,通过分析结果对目标进行危险等级判断及评估,而后将判断结果提供给决策中心指挥官,指挥官下达作战指令后智能自动进行目标火力分配、制导及打击效果反馈等;

抗干扰能力强:宙斯盾雷达系统具有较强的抗干扰能力,通过频率切换、发射欺骗电磁波等方式可以在严重的电子干扰情况下发挥较好的性能;

独立性强:相控阵雷达阵面上数千个阵元互相独立,当其中部分损坏时,其余部分仍能继续正常工作。同时可以短时间内对损坏部分进行修补与更换,极大提高了系统的生存力;

稳定度高:宙斯盾作战系统雷达天线采用全相电子稳定,即通过“移相法”来弥补物理上探测距离偏移的误差。此外,数字化的天线工作模式避免了巨型天线的机械转动,速度快、精度高、功耗低,极大提高了系统的可靠性。


宙宙斯盾作战系统的现实应用与意义

宙斯盾作战系统主要由海基和陆基两种,基于海基强大的机动性及尽量避免国际政治纠纷,该系统在美军中以海基为主,在欧洲及日本部署有部分陆基宙斯盾作战系统。在美国海军中驱逐舰中大量采用宙斯盾作战系统,阿利·伯克级、提康德罗加级、朱姆沃尔特级等多种驱逐舰均安装了宙斯盾作战系统,构成了美国海军舰队的坚固盾牌。

目前, 全球拥有10类各型宙斯盾战舰,美海军拥有世界上数量最多的宙斯盾舰队。在对外出口方面,韩国拥有世宗大王级和文武大王级两种宙斯盾驱逐舰;日本拥有金刚型和爱宕型两种宙斯盾驱逐舰;西班牙、挪威、澳大利亚各有一种宙斯盾驱逐舰。驱逐舰是航母编队的重要组成力量,宙斯盾驱逐舰的出现很大程度上提高了各国的海洋作战与防御能力,对构造新型海洋力量分配具有深远重大的意义。此外,宙斯盾作战系统已由海上岸登陆欧洲,旨在保护欧洲北约等国家免受俄军弹道导弹的威胁及保障美军在欧洲的影响力与安全。

装备宙斯盾作战系统的日本金刚级驱逐舰

在中国周边韩日两国都配有安装宙斯盾的驱逐舰,大大提升了韩日两国的海军实力,同时是对我国周边海洋力量构成了极大的威胁。韩国在近年刚刚引进“萨德”反导系统,而日本则配有海基和陆基两类宙斯盾反导防御系统。目前,日本的陆基反导系统主力是“爱国者—3”防空导弹,海基反导系统是6艘宙斯盾舰搭载的“标准-3”反导系统,陆基与海基反导系统构成的二级反导体系,大大提高目标拦截概率,对东亚地区的战略形势产生了深远的影响。


宙斯盾作战系统的未来展望

“宙斯盾作战系统完全是今天世界上最好的防空作战系统,为巡洋舰改造计划所建议的改进将使得宙斯盾战舰在未来的几十年领先于世界上其它任何的海基反导系统。”随着科学技术的不断创新和发展,美军对于宙斯盾作战系统也相应的提出了更高的要求,在实验和实战使其缺点得到进一步的改善,同时也赋予其一些更加新进的作战能力,这就需要宙斯系统不断的创新和发展。

改进系统版本,提高火控和复杂目标跟踪识别能力:基线9版本的宙斯盾导弹防御系统中采用宙斯盾弹道导弹防御信号处理机,极大提高了系统对目标的跟踪与识别能力。从基线0~9,宙斯盾不断升级改造技术与结构,平均每两年升级一次软件、每4年升级一次硬件。宙斯盾作战系统开发在“建造一点,试验一点,学习很多”的系统工程理念下,不断进行的递进式能力升级。

改进拦截弹,增大拦截作战空域和目标识别能力:美国从最初的“标准”-30型拦截弹开始,先后发展了“标准”-3 Block I、IA型拦截弹,目前正在发展“标准”-3 Block IB、II、IIA型拦截弹。“标准”-3 Block IB型导弹采用双色红外导引头,改进了拦截器的识别能力,及提升了45~60%飞行速度。此外,“标准”-3 Block IIA型拦截导弹采用改进型的动能弹头,极大提升了识别真假目标的能力与成功拦截概率。此外,扩大了反导的防御区域,可以拦截包括中远程弹道导弹和某些洲际弹道导弹在内更多类型的弹道导弹。

洛克希德马丁公司HELIOS激光武器构想图


宙斯盾作战系统总体评价

总体而言,自2002年开始试验以来,宙斯盾作战系统34次拦截试验有28次取得成功,成功率在美国进行的一系列导弹防御实验中属于较高水平。宙斯盾作战系统作为当今世界上性能最为先进的作战与防御系统,攻防兼备、海陆兼施,可全天候、全方位、全空域工作,集探测预警、反导防御、电子对抗及战略指挥于一体,是美军海军的重要组成力量。



THE  END

文字 | 作者:沈蒙蒙(国防科大电子科学学院硕士研究生)

图片 | 来源于网络

编辑 | 孙婧博

整理 | 黄洋


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